arch/x86/include/asm/kvm_host.h

   1 /*
   2  * Kernel-based Virtual Machine driver for Linux
   3  *
   4  * This header defines architecture specific interfaces, x86 version
   5  *
   6  * This work is licensed under the terms of the GNU GPL, version 2.  See
   7  * the COPYING file in the top-level directory.
   8  *
   9  */
  10
  11 #ifndef _ASM_X86_KVM_HOST_H
  12 #define _ASM_X86_KVM_HOST_H
  13
  14 #include <linux/types.h>
  15 #include <linux/mm.h>
  16 #include <linux/mmu_notifier.h>
  17 #include <linux/tracepoint.h>
  18 #include <linux/cpumask.h>
  19 #include <linux/irq_work.h>
  20 #include <linux/irq.h>
  21
  22 #include <linux/kvm.h>
  23 #include <linux/kvm_para.h>
  24 #include <linux/kvm_types.h>
  25 #include <linux/perf_event.h>
  26 #include <linux/pvclock_gtod.h>
  27 #include <linux/clocksource.h>
  28 #include <linux/irqbypass.h>
  29 #include <linux/hyperv.h>
  30
  31 #include <asm/apic.h>
  32 #include <asm/pvclock-abi.h>
  33 #include <asm/desc.h>
  34 #include <asm/mtrr.h>
  35 #include <asm/msr-index.h>
  36 #include <asm/asm.h>
  37 #include <asm/kvm_page_track.h>
  38 #include <asm/hyperv-tlfs.h>
  39
  40 #define KVM_MAX_VCPUS 288
  41 #define KVM_SOFT_MAX_VCPUS 240
  42 #define KVM_MAX_VCPU_ID 1023
  43 #define KVM_USER_MEM_SLOTS 509
  44 /* memory slots that are not exposed to userspace */
  45 #define KVM_PRIVATE_MEM_SLOTS 3
  46 #define KVM_MEM_SLOTS_NUM (KVM_USER_MEM_SLOTS + KVM_PRIVATE_MEM_SLOTS)
  47
  48 #define KVM_HALT_POLL_NS_DEFAULT 200000
  49
  50 #define KVM_IRQCHIP_NUM_PINS  KVM_IOAPIC_NUM_PINS
  51
  52 /* x86-specific vcpu->requests bit members */
  53 #define KVM_REQ_MIGRATE_TIMER           KVM_ARCH_REQ(0)
  54 #define KVM_REQ_REPORT_TPR_ACCESS       KVM_ARCH_REQ(1)
  55 #define KVM_REQ_TRIPLE_FAULT            KVM_ARCH_REQ(2)
  56 #define KVM_REQ_MMU_SYNC                KVM_ARCH_REQ(3)
  57 #define KVM_REQ_CLOCK_UPDATE            KVM_ARCH_REQ(4)
  58 #define KVM_REQ_LOAD_CR3                KVM_ARCH_REQ(5)
  59 #define KVM_REQ_EVENT                   KVM_ARCH_REQ(6)
  60 #define KVM_REQ_APF_HALT                KVM_ARCH_REQ(7)
  61 #define KVM_REQ_STEAL_UPDATE            KVM_ARCH_REQ(8)
  62 #define KVM_REQ_NMI                     KVM_ARCH_REQ(9)
  63 #define KVM_REQ_PMU                     KVM_ARCH_REQ(10)
  64 #define KVM_REQ_PMI                     KVM_ARCH_REQ(11)
  65 #define KVM_REQ_SMI                     KVM_ARCH_REQ(12)
  66 #define KVM_REQ_MASTERCLOCK_UPDATE      KVM_ARCH_REQ(13)
  67 #define KVM_REQ_MCLOCK_INPROGRESS \
  68         KVM_ARCH_REQ_FLAGS(14, KVM_REQUEST_WAIT | KVM_REQUEST_NO_WAKEUP)
  69 #define KVM_REQ_SCAN_IOAPIC \
  70         KVM_ARCH_REQ_FLAGS(15, KVM_REQUEST_WAIT | KVM_REQUEST_NO_WAKEUP)
  71 #define KVM_REQ_GLOBAL_CLOCK_UPDATE     KVM_ARCH_REQ(16)
  72 #define KVM_REQ_APIC_PAGE_RELOAD \
  73         KVM_ARCH_REQ_FLAGS(17, KVM_REQUEST_WAIT | KVM_REQUEST_NO_WAKEUP)
  74 #define KVM_REQ_HV_CRASH                KVM_ARCH_REQ(18)
  75 #define KVM_REQ_IOAPIC_EOI_EXIT         KVM_ARCH_REQ(19)
  76 #define KVM_REQ_HV_RESET                KVM_ARCH_REQ(20)
  77 #define KVM_REQ_HV_EXIT                 KVM_ARCH_REQ(21)
  78 #define KVM_REQ_HV_STIMER               KVM_ARCH_REQ(22)
  79 #define KVM_REQ_LOAD_EOI_EXITMAP        KVM_ARCH_REQ(23)
  80 #define KVM_REQ_GET_VMCS12_PAGES        KVM_ARCH_REQ(24)
  81
  82 #define CR0_RESERVED_BITS                                               \
  83         (~(unsigned long)(X86_CR0_PE | X86_CR0_MP | X86_CR0_EM | X86_CR0_TS \
  84                           | X86_CR0_ET | X86_CR0_NE | X86_CR0_WP | X86_CR0_AM \
  85                           | X86_CR0_NW | X86_CR0_CD | X86_CR0_PG))
  86
  87 #define CR4_RESERVED_BITS                                               \
  88         (~(unsigned long)(X86_CR4_VME | X86_CR4_PVI | X86_CR4_TSD | X86_CR4_DE\
  89                           | X86_CR4_PSE | X86_CR4_PAE | X86_CR4_MCE     \
  90                           | X86_CR4_PGE | X86_CR4_PCE | X86_CR4_OSFXSR | X86_CR4_PCIDE \
  91                           | X86_CR4_OSXSAVE | X86_CR4_SMEP | X86_CR4_FSGSBASE \
  92                           | X86_CR4_OSXMMEXCPT | X86_CR4_LA57 | X86_CR4_VMXE \
  93                           | X86_CR4_SMAP | X86_CR4_PKE | X86_CR4_UMIP))
  94
  95 #define CR8_RESERVED_BITS (~(unsigned long)X86_CR8_TPR)
  96
  97
  98
  99 #define INVALID_PAGE (~(hpa_t)0)
 100 #define VALID_PAGE(x) ((x) != INVALID_PAGE)
 101
 102 #define UNMAPPED_GVA (~(gpa_t)0)
 103
 104 /* KVM Hugepage definitions for x86 */
 105 #define KVM_NR_PAGE_SIZES       3
 106 #define KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(x)  (((x) - 1) * 9)
 107 #define KVM_HPAGE_SHIFT(x)      (PAGE_SHIFT + KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(x))
 108 #define KVM_HPAGE_SIZE(x)       (1UL << KVM_HPAGE_SHIFT(x))
 109 #define KVM_HPAGE_MASK(x)       (~(KVM_HPAGE_SIZE(x) - 1))
 110 #define KVM_PAGES_PER_HPAGE(x)  (KVM_HPAGE_SIZE(x) / PAGE_SIZE)
 111
 112 static inline gfn_t gfn_to_index(gfn_t gfn, gfn_t base_gfn, int level)
 113 {
 114         /* KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(PT_PAGE_TABLE_LEVEL) must be 0. */
 115         return (gfn >> KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(level)) -
 116                 (base_gfn >> KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(level));
 117 }
 118
 119 #define KVM_PERMILLE_MMU_PAGES 20
 120 #define KVM_MIN_ALLOC_MMU_PAGES 64
 121 #define KVM_MMU_HASH_SHIFT 12
 122 #define KVM_NUM_MMU_PAGES (1 << KVM_MMU_HASH_SHIFT)
 123 #define KVM_MIN_FREE_MMU_PAGES 5
 124 #define KVM_REFILL_PAGES 25
 125 #define KVM_MAX_CPUID_ENTRIES 80
 126 #define KVM_NR_FIXED_MTRR_REGION 88
 127 #define KVM_NR_VAR_MTRR 8
 128
 129 #define ASYNC_PF_PER_VCPU 64
 130
 131 enum kvm_reg {
 132         VCPU_REGS_RAX = 0,
 133         VCPU_REGS_RCX = 1,
 134         VCPU_REGS_RDX = 2,
 135         VCPU_REGS_RBX = 3,
 136         VCPU_REGS_RSP = 4,
 137         VCPU_REGS_RBP = 5,
 138         VCPU_REGS_RSI = 6,
 139         VCPU_REGS_RDI = 7,
 140 #ifdef CONFIG_X86_64
 141         VCPU_REGS_R8 = 8,
 142         VCPU_REGS_R9 = 9,
 143         VCPU_REGS_R10 = 10,
 144         VCPU_REGS_R11 = 11,
 145         VCPU_REGS_R12 = 12,
 146         VCPU_REGS_R13 = 13,
 147         VCPU_REGS_R14 = 14,
 148         VCPU_REGS_R15 = 15,
 149 #endif
 150         VCPU_REGS_RIP,
 151         NR_VCPU_REGS
 152 };
 153
 154 enum kvm_reg_ex {
 155         VCPU_EXREG_PDPTR = NR_VCPU_REGS,
 156         VCPU_EXREG_CR3,
 157         VCPU_EXREG_RFLAGS,
 158         VCPU_EXREG_SEGMENTS,
 159 };
 160
 161 enum {
 162         VCPU_SREG_ES,
 163         VCPU_SREG_CS,
 164         VCPU_SREG_SS,
 165         VCPU_SREG_DS,
 166         VCPU_SREG_FS,
 167         VCPU_SREG_GS,
 168         VCPU_SREG_TR,
 169         VCPU_SREG_LDTR,
 170 };
 171
 172 #include <asm/kvm_emulate.h>
 173
 174 #define KVM_NR_MEM_OBJS 40
 175
 176 #define KVM_NR_DB_REGS  4
 177
 178 #define DR6_BD          (1 << 13)
 179 #define DR6_BS          (1 << 14)
 180 #define DR6_BT          (1 << 15)
 181 #define DR6_RTM         (1 << 16)
 182 #define DR6_FIXED_1     0xfffe0ff0
 183 #define DR6_INIT        0xffff0ff0
 184 #define DR6_VOLATILE    0x0001e00f
 185
 186 #define DR7_BP_EN_MASK  0x000000ff
 187 #define DR7_GE          (1 << 9)
 188 #define DR7_GD          (1 << 13)
 189 #define DR7_FIXED_1     0x00000400
 190 #define DR7_VOLATILE    0xffff2bff
 191
 192 #define PFERR_PRESENT_BIT 0
 193 #define PFERR_WRITE_BIT 1
 194 #define PFERR_USER_BIT 2
 195 #define PFERR_RSVD_BIT 3
 196 #define PFERR_FETCH_BIT 4
 197 #define PFERR_PK_BIT 5
 198 #define PFERR_GUEST_FINAL_BIT 32
 199 #define PFERR_GUEST_PAGE_BIT 33
 200
 201 #define PFERR_PRESENT_MASK (1U << PFERR_PRESENT_BIT)
 202 #define PFERR_WRITE_MASK (1U << PFERR_WRITE_BIT)
 203 #define PFERR_USER_MASK (1U << PFERR_USER_BIT)
 204 #define PFERR_RSVD_MASK (1U << PFERR_RSVD_BIT)
 205 #define PFERR_FETCH_MASK (1U << PFERR_FETCH_BIT)
 206 #define PFERR_PK_MASK (1U << PFERR_PK_BIT)
 207 #define PFERR_GUEST_FINAL_MASK (1ULL << PFERR_GUEST_FINAL_BIT)
 208 #define PFERR_GUEST_PAGE_MASK (1ULL << PFERR_GUEST_PAGE_BIT)
 209
 210 #define PFERR_NESTED_GUEST_PAGE (PFERR_GUEST_PAGE_MASK |        \
 211                                  PFERR_WRITE_MASK |             \
 212                                  PFERR_PRESENT_MASK)
 213
 214 /*
 215  * The mask used to denote special SPTEs, which can be either MMIO SPTEs or
 216  * Access Tracking SPTEs. We use bit 62 instead of bit 63 to avoid conflicting
 217  * with the SVE bit in EPT PTEs.
 218  */
 219 #define SPTE_SPECIAL_MASK (1ULL << 62)
 220
 221 /* apic attention bits */
 222 #define KVM_APIC_CHECK_VAPIC    0
 223 /*
 224  * The following bit is set with PV-EOI, unset on EOI.
 225  * We detect PV-EOI changes by guest by comparing
 226  * this bit with PV-EOI in guest memory.
 227  * See the implementation in apic_update_pv_eoi.
 228  */
 229 #define KVM_APIC_PV_EOI_PENDING 1
 230
 231 struct kvm_kernel_irq_routing_entry;
 232
 233 /*
 234  * We don't want allocation failures within the mmu code, so we preallocate
 235  * enough memory for a single page fault in a cache.
 236  */
 237 struct kvm_mmu_memory_cache {
 238         int nobjs;
 239         void *objects[KVM_NR_MEM_OBJS];
 240 };
 241
 242 /*
 243  * the pages used as guest page table on soft mmu are tracked by
 244  * kvm_memory_slot.arch.gfn_track which is 16 bits, so the role bits used
 245  * by indirect shadow page can not be more than 15 bits.
 246  *
 247  * Currently, we used 14 bits that are @level, @cr4_pae, @quadrant, @access,
 248  * @nxe, @cr0_wp, @smep_andnot_wp and @smap_andnot_wp.
 249  */
 250 union kvm_mmu_page_role {
 251         unsigned word;
 252         struct {
 253                 unsigned level:4;
 254                 unsigned cr4_pae:1;
 255                 unsigned quadrant:2;
 256                 unsigned direct:1;
 257                 unsigned access:3;
 258                 unsigned invalid:1;
 259                 unsigned nxe:1;
 260                 unsigned cr0_wp:1;
 261                 unsigned smep_andnot_wp:1;
 262                 unsigned smap_andnot_wp:1;
 263                 unsigned ad_disabled:1;
 264                 unsigned guest_mode:1;
 265                 unsigned :6;
 266
 267                 /*
 268                  * This is left at the top of the word so that
 269                  * kvm_memslots_for_spte_role can extract it with a
 270                  * simple shift.  While there is room, give it a whole
 271                  * byte so it is also faster to load it from memory.
 272                  */
 273                 unsigned smm:8;
 274         };
 275 };
 276
 277 struct kvm_rmap_head {
 278         unsigned long val;
 279 };
 280
 281 struct kvm_mmu_page {
 282         struct list_head link;
 283         struct hlist_node hash_link;
 284         bool unsync;
 285
 286         /*
 287          * The following two entries are used to key the shadow page in the
 288          * hash table.
 289          */
 290         union kvm_mmu_page_role role;
 291         gfn_t gfn;
 292
 293         u64 *spt;
 294         /* hold the gfn of each spte inside spt */
 295         gfn_t *gfns;
 296         int root_count;          /* Currently serving as active root */
 297         unsigned int unsync_children;
 298         struct kvm_rmap_head parent_ptes; /* rmap pointers to parent sptes */
 299
 300         /* The page is obsolete if mmu_valid_gen != kvm->arch.mmu_valid_gen.  */
 301         unsigned long mmu_valid_gen;
 302
 303         DECLARE_BITMAP(unsync_child_bitmap, 512);
 304
 305 #ifdef CONFIG_X86_32
 306         /*
 307          * Used out of the mmu-lock to avoid reading spte values while an
 308          * update is in progress; see the comments in __get_spte_lockless().
 309          */
 310         int clear_spte_count;
 311 #endif
 312
 313         /* Number of writes since the last time traversal visited this page.  */
 314         atomic_t write_flooding_count;
 315 };
 316
 317 struct kvm_pio_request {
 318         unsigned long count;
 319         int in;
 320         int port;
 321         int size;
 322 };
 323
 324 #define PT64_ROOT_MAX_LEVEL 5
 325
 326 struct rsvd_bits_validate {
 327         u64 rsvd_bits_mask[2][PT64_ROOT_MAX_LEVEL];
 328         u64 bad_mt_xwr;
 329 };
 330
 331 struct kvm_mmu_root_info {
 332         gpa_t cr3;
 333         hpa_t hpa;
 334 };
 335
 336 #define KVM_MMU_ROOT_INFO_INVALID \
 337         ((struct kvm_mmu_root_info) { .cr3 = INVALID_PAGE, .hpa = INVALID_PAGE })
 338
 339 #define KVM_MMU_NUM_PREV_ROOTS 3
 340
 341 /*
 342  * x86 supports 4 paging modes (5-level 64-bit, 4-level 64-bit, 3-level 32-bit,
 343  * and 2-level 32-bit).  The kvm_mmu structure abstracts the details of the
 344  * current mmu mode.
 345  */
 346 struct kvm_mmu {
 347         void (*set_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long root);
 348         unsigned long (*get_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 349         u64 (*get_pdptr)(struct kvm_vcpu *vcpu, int index);
 350         int (*page_fault)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, u32 err,
 351                           bool prefault);
 352         void (*inject_page_fault)(struct kvm_vcpu *vcpu,
 353                                   struct x86_exception *fault);
 354         gpa_t (*gva_to_gpa)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, u32 access,
 355                             struct x86_exception *exception);
 356         gpa_t (*translate_gpa)(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa, u32 access,
 357                                struct x86_exception *exception);
 358         int (*sync_page)(struct kvm_vcpu *vcpu,
 359                          struct kvm_mmu_page *sp);
 360         void (*invlpg)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, hpa_t root_hpa);
 361         void (*update_pte)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu_page *sp,
 362                            u64 *spte, const void *pte);
 363         hpa_t root_hpa;
 364         union kvm_mmu_page_role base_role;
 365         u8 root_level;
 366         u8 shadow_root_level;
 367         u8 ept_ad;
 368         bool direct_map;
 369         struct kvm_mmu_root_info prev_roots[KVM_MMU_NUM_PREV_ROOTS];
 370
 371         /*
 372          * Bitmap; bit set = permission fault
 373          * Byte index: page fault error code [4:1]
 374          * Bit index: pte permissions in ACC_* format
 375          */
 376         u8 permissions[16];
 377
 378         /*
 379         * The pkru_mask indicates if protection key checks are needed.  It
 380         * consists of 16 domains indexed by page fault error code bits [4:1],
 381         * with PFEC.RSVD replaced by ACC_USER_MASK from the page tables.
 382         * Each domain has 2 bits which are ANDed with AD and WD from PKRU.
 383         */
 384         u32 pkru_mask;
 385
 386         u64 *pae_root;
 387         u64 *lm_root;
 388
 389         /*
 390          * check zero bits on shadow page table entries, these
 391          * bits include not only hardware reserved bits but also
 392          * the bits spte never used.
 393          */
 394         struct rsvd_bits_validate shadow_zero_check;
 395
 396         struct rsvd_bits_validate guest_rsvd_check;
 397
 398         /* Can have large pages at levels 2..last_nonleaf_level-1. */
 399         u8 last_nonleaf_level;
 400
 401         bool nx;
 402
 403         u64 pdptrs[4]; /* pae */
 404 };
 405
 406 enum pmc_type {
 407         KVM_PMC_GP = 0,
 408         KVM_PMC_FIXED,
 409 };
 410
 411 struct kvm_pmc {
 412         enum pmc_type type;
 413         u8 idx;
 414         u64 counter;
 415         u64 eventsel;
 416         struct perf_event *perf_event;
 417         struct kvm_vcpu *vcpu;
 418 };
 419
 420 struct kvm_pmu {
 421         unsigned nr_arch_gp_counters;
 422         unsigned nr_arch_fixed_counters;
 423         unsigned available_event_types;
 424         u64 fixed_ctr_ctrl;
 425         u64 global_ctrl;
 426         u64 global_status;
 427         u64 global_ovf_ctrl;
 428         u64 counter_bitmask[2];
 429         u64 global_ctrl_mask;
 430         u64 reserved_bits;
 431         u8 version;
 432         struct kvm_pmc gp_counters[INTEL_PMC_MAX_GENERIC];
 433         struct kvm_pmc fixed_counters[INTEL_PMC_MAX_FIXED];
 434         struct irq_work irq_work;
 435         u64 reprogram_pmi;
 436 };
 437
 438 struct kvm_pmu_ops;
 439
 440 enum {
 441         KVM_DEBUGREG_BP_ENABLED = 1,
 442         KVM_DEBUGREG_WONT_EXIT = 2,
 443         KVM_DEBUGREG_RELOAD = 4,
 444 };
 445
 446 struct kvm_mtrr_range {
 447         u64 base;
 448         u64 mask;
 449         struct list_head node;
 450 };
 451
 452 struct kvm_mtrr {
 453         struct kvm_mtrr_range var_ranges[KVM_NR_VAR_MTRR];
 454         mtrr_type fixed_ranges[KVM_NR_FIXED_MTRR_REGION];
 455         u64 deftype;
 456
 457         struct list_head head;
 458 };
 459
 460 /* Hyper-V SynIC timer */
 461 struct kvm_vcpu_hv_stimer {
 462         struct hrtimer timer;
 463         int index;
 464         u64 config;
 465         u64 count;
 466         u64 exp_time;
 467         struct hv_message msg;
 468         bool msg_pending;
 469 };
 470
 471 /* Hyper-V synthetic interrupt controller (SynIC)*/
 472 struct kvm_vcpu_hv_synic {
 473         u64 version;
 474         u64 control;
 475         u64 msg_page;
 476         u64 evt_page;
 477         atomic64_t sint[HV_SYNIC_SINT_COUNT];
 478         atomic_t sint_to_gsi[HV_SYNIC_SINT_COUNT];
 479         DECLARE_BITMAP(auto_eoi_bitmap, 256);
 480         DECLARE_BITMAP(vec_bitmap, 256);
 481         bool active;
 482         bool dont_zero_synic_pages;
 483 };
 484
 485 /* Hyper-V per vcpu emulation context */
 486 struct kvm_vcpu_hv {
 487         u32 vp_index;
 488         u64 hv_vapic;
 489         s64 runtime_offset;
 490         struct kvm_vcpu_hv_synic synic;
 491         struct kvm_hyperv_exit exit;
 492         struct kvm_vcpu_hv_stimer stimer[HV_SYNIC_STIMER_COUNT];
 493         DECLARE_BITMAP(stimer_pending_bitmap, HV_SYNIC_STIMER_COUNT);
 494         cpumask_t tlb_lush;
 495 };
 496
 497 struct kvm_vcpu_arch {
 498         /*
 499          * rip and regs accesses must go through
 500          * kvm_{register,rip}_{read,write} functions.
 501          */
 502         unsigned long regs[NR_VCPU_REGS];
 503         u32 regs_avail;
 504         u32 regs_dirty;
 505
 506         unsigned long cr0;
 507         unsigned long cr0_guest_owned_bits;
 508         unsigned long cr2;
 509         unsigned long cr3;
 510         unsigned long cr4;
 511         unsigned long cr4_guest_owned_bits;
 512         unsigned long cr8;
 513         u32 pkru;
 514         u32 hflags;
 515         u64 efer;
 516         u64 apic_base;
 517         struct kvm_lapic *apic;    /* kernel irqchip context */
 518         bool apicv_active;
 519         bool load_eoi_exitmap_pending;
 520         DECLARE_BITMAP(ioapic_handled_vectors, 256);
 521         unsigned long apic_attention;
 522         int32_t apic_arb_prio;
 523         int mp_state;
 524         u64 ia32_misc_enable_msr;
 525         u64 smbase;
 526         u64 smi_count;
 527         bool tpr_access_reporting;
 528         u64 ia32_xss;
 529         u64 microcode_version;
 530
 531         /*
 532          * Paging state of the vcpu
 533          *
 534          * If the vcpu runs in guest mode with two level paging this still saves
 535          * the paging mode of the l1 guest. This context is always used to
 536          * handle faults.
 537          */
 538         struct kvm_mmu mmu;
 539
 540         /*
 541          * Paging state of an L2 guest (used for nested npt)
 542          *
 543          * This context will save all necessary information to walk page tables
 544          * of the an L2 guest. This context is only initialized for page table
 545          * walking and not for faulting since we never handle l2 page faults on
 546          * the host.
 547          */
 548         struct kvm_mmu nested_mmu;
 549
 550         /*
 551          * Pointer to the mmu context currently used for
 552          * gva_to_gpa translations.
 553          */
 554         struct kvm_mmu *walk_mmu;
 555
 556         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_pte_list_desc_cache;
 557         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_page_cache;
 558         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_page_header_cache;
 559
 560         /*
 561          * QEMU userspace and the guest each have their own FPU state.
 562          * In vcpu_run, we switch between the user and guest FPU contexts.
 563          * While running a VCPU, the VCPU thread will have the guest FPU
 564          * context.
 565          *
 566          * Note that while the PKRU state lives inside the fpu registers,
 567          * it is switched out separately at VMENTER and VMEXIT time. The
 568          * "guest_fpu" state here contains the guest FPU context, with the
 569          * host PRKU bits.
 570          */
 571         struct fpu user_fpu;
 572         struct fpu guest_fpu;
 573
 574         u64 xcr0;
 575         u64 guest_supported_xcr0;
 576         u32 guest_xstate_size;
 577
 578         struct kvm_pio_request pio;
 579         void *pio_data;
 580
 581         u8 event_exit_inst_len;
 582
 583         struct kvm_queued_exception {
 584                 bool pending;
 585                 bool injected;
 586                 bool has_error_code;
 587                 u8 nr;
 588                 u32 error_code;
 589                 u8 nested_apf;
 590         } exception;
 591
 592         struct kvm_queued_interrupt {
 593                 bool injected;
 594                 bool soft;
 595                 u8 nr;
 596         } interrupt;
 597
 598         int halt_request; /* real mode on Intel only */
 599
 600         int cpuid_nent;
 601         struct kvm_cpuid_entry2 cpuid_entries[KVM_MAX_CPUID_ENTRIES];
 602
 603         int maxphyaddr;
 604
 605         /* emulate context */
 606
 607         struct x86_emulate_ctxt emulate_ctxt;
 608         bool emulate_regs_need_sync_to_vcpu;
 609         bool emulate_regs_need_sync_from_vcpu;
 610         int (*complete_userspace_io)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 611
 612         gpa_t time;
 613         struct pvclock_vcpu_time_info hv_clock;
 614         unsigned int hw_tsc_khz;
 615         struct gfn_to_hva_cache pv_time;
 616         bool pv_time_enabled;
 617         /* set guest stopped flag in pvclock flags field */
 618         bool pvclock_set_guest_stopped_request;
 619
 620         struct {
 621                 u64 msr_val;
 622                 u64 last_steal;
 623                 struct gfn_to_hva_cache stime;
 624                 struct kvm_steal_time steal;
 625         } st;
 626
 627         u64 tsc_offset;
 628         u64 last_guest_tsc;
 629         u64 last_host_tsc;
 630         u64 tsc_offset_adjustment;
 631         u64 this_tsc_nsec;
 632         u64 this_tsc_write;
 633         u64 this_tsc_generation;
 634         bool tsc_catchup;
 635         bool tsc_always_catchup;
 636         s8 virtual_tsc_shift;
 637         u32 virtual_tsc_mult;
 638         u32 virtual_tsc_khz;
 639         s64 ia32_tsc_adjust_msr;
 640         u64 tsc_scaling_ratio;
 641
 642         atomic_t nmi_queued;  /* unprocessed asynchronous NMIs */
 643         unsigned nmi_pending; /* NMI queued after currently running handler */
 644         bool nmi_injected;    /* Trying to inject an NMI this entry */
 645         bool smi_pending;    /* SMI queued after currently running handler */
 646
 647         struct kvm_mtrr mtrr_state;
 648         u64 pat;
 649
 650         unsigned switch_db_regs;
 651         unsigned long db[KVM_NR_DB_REGS];
 652         unsigned long dr6;
 653         unsigned long dr7;
 654         unsigned long eff_db[KVM_NR_DB_REGS];
 655         unsigned long guest_debug_dr7;
 656         u64 msr_platform_info;
 657         u64 msr_misc_features_enables;
 658
 659         u64 mcg_cap;
 660         u64 mcg_status;
 661         u64 mcg_ctl;
 662         u64 mcg_ext_ctl;
 663         u64 *mce_banks;
 664
 665         /* Cache MMIO info */
 666         u64 mmio_gva;
 667         unsigned access;
 668         gfn_t mmio_gfn;
 669         u64 mmio_gen;
 670
 671         struct kvm_pmu pmu;
 672
 673         /* used for guest single stepping over the given code position */
 674         unsigned long singlestep_rip;
 675
 676         struct kvm_vcpu_hv hyperv;
 677
 678         cpumask_var_t wbinvd_dirty_mask;
 679
 680         unsigned long last_retry_eip;
 681         unsigned long last_retry_addr;
 682
 683         struct {
 684                 bool halted;
 685                 gfn_t gfns[roundup_pow_of_two(ASYNC_PF_PER_VCPU)];
 686                 struct gfn_to_hva_cache data;
 687                 u64 msr_val;
 688                 u32 id;
 689                 bool send_user_only;
 690                 u32 host_apf_reason;
 691                 unsigned long nested_apf_token;
 692                 bool delivery_as_pf_vmexit;
 693         } apf;
 694
 695         /* OSVW MSRs (AMD only) */
 696         struct {
 697                 u64 length;
 698                 u64 status;
 699         } osvw;
 700
 701         struct {
 702                 u64 msr_val;
 703                 struct gfn_to_hva_cache data;
 704         } pv_eoi;
 705
 706         /*
 707          * Indicate whether the access faults on its page table in guest
 708          * which is set when fix page fault and used to detect unhandeable
 709          * instruction.
 710          */
 711         bool write_fault_to_shadow_pgtable;
 712
 713         /* set at EPT violation at this point */
 714         unsigned long exit_qualification;
 715
 716         /* pv related host specific info */
 717         struct {
 718                 bool pv_unhalted;
 719         } pv;
 720
 721         int pending_ioapic_eoi;
 722         int pending_external_vector;
 723
 724         /* GPA available */
 725         bool gpa_available;
 726         gpa_t gpa_val;
 727
 728         /* be preempted when it's in kernel-mode(cpl=0) */
 729         bool preempted_in_kernel;
 730
 731         /* Flush the L1 Data cache for L1TF mitigation on VMENTER */
 732         bool l1tf_flush_l1d;
 733 };
 734
 735 struct kvm_lpage_info {
 736         int disallow_lpage;
 737 };
 738
 739 struct kvm_arch_memory_slot {
 740         struct kvm_rmap_head *rmap[KVM_NR_PAGE_SIZES];
 741         struct kvm_lpage_info *lpage_info[KVM_NR_PAGE_SIZES - 1];
 742         unsigned short *gfn_track[KVM_PAGE_TRACK_MAX];
 743 };
 744
 745 /*
 746  * We use as the mode the number of bits allocated in the LDR for the
 747  * logical processor ID.  It happens that these are all powers of two.
 748  * This makes it is very easy to detect cases where the APICs are
 749  * configured for multiple modes; in that case, we cannot use the map and
 750  * hence cannot use kvm_irq_delivery_to_apic_fast either.
 751  */
 752 #define KVM_APIC_MODE_XAPIC_CLUSTER          4
 753 #define KVM_APIC_MODE_XAPIC_FLAT             8
 754 #define KVM_APIC_MODE_X2APIC                16
 755
 756 struct kvm_apic_map {
 757         struct rcu_head rcu;
 758         u8 mode;
 759         u32 max_apic_id;
 760         union {
 761                 struct kvm_lapic *xapic_flat_map[8];
 762                 struct kvm_lapic *xapic_cluster_map[16][4];
 763         };
 764         struct kvm_lapic *phys_map[];
 765 };
 766
 767 /* Hyper-V emulation context */
 768 struct kvm_hv {
 769         struct mutex hv_lock;
 770         u64 hv_guest_os_id;
 771         u64 hv_hypercall;
 772         u64 hv_tsc_page;
 773
 774         /* Hyper-v based guest crash (NT kernel bugcheck) parameters */
 775         u64 hv_crash_param[HV_X64_MSR_CRASH_PARAMS];
 776         u64 hv_crash_ctl;
 777
 778         HV_REFERENCE_TSC_PAGE tsc_ref;
 779
 780         struct idr conn_to_evt;
 781
 782         u64 hv_reenlightenment_control;
 783         u64 hv_tsc_emulation_control;
 784         u64 hv_tsc_emulation_status;
 785 };
 786
 787 enum kvm_irqchip_mode {
 788         KVM_IRQCHIP_NONE,
 789         KVM_IRQCHIP_KERNEL,       /* created with KVM_CREATE_IRQCHIP */
 790         KVM_IRQCHIP_SPLIT,        /* created with KVM_CAP_SPLIT_IRQCHIP */
 791 };
 792
 793 struct kvm_arch {
 794         unsigned int n_used_mmu_pages;
 795         unsigned int n_requested_mmu_pages;
 796         unsigned int n_max_mmu_pages;
 797         unsigned int indirect_shadow_pages;
 798         unsigned long mmu_valid_gen;
 799         struct hlist_head mmu_page_hash[KVM_NUM_MMU_PAGES];
 800         /*
 801          * Hash table of struct kvm_mmu_page.
 802          */
 803         struct list_head active_mmu_pages;
 804         struct list_head zapped_obsolete_pages;
 805         struct kvm_page_track_notifier_node mmu_sp_tracker;
 806         struct kvm_page_track_notifier_head track_notifier_head;
 807
 808         struct list_head assigned_dev_head;
 809         struct iommu_domain *iommu_domain;
 810         bool iommu_noncoherent;
 811 #define __KVM_HAVE_ARCH_NONCOHERENT_DMA
 812         atomic_t noncoherent_dma_count;
 813 #define __KVM_HAVE_ARCH_ASSIGNED_DEVICE
 814         atomic_t assigned_device_count;
 815         struct kvm_pic *vpic;
 816         struct kvm_ioapic *vioapic;
 817         struct kvm_pit *vpit;
 818         atomic_t vapics_in_nmi_mode;
 819         struct mutex apic_map_lock;
 820         struct kvm_apic_map *apic_map;
 821
 822         bool apic_access_page_done;
 823
 824         gpa_t wall_clock;
 825
 826         bool mwait_in_guest;
 827         bool hlt_in_guest;
 828         bool pause_in_guest;
 829
 830         unsigned long irq_sources_bitmap;
 831         s64 kvmclock_offset;
 832         raw_spinlock_t tsc_write_lock;
 833         u64 last_tsc_nsec;
 834         u64 last_tsc_write;
 835         u32 last_tsc_khz;
 836         u64 cur_tsc_nsec;
 837         u64 cur_tsc_write;
 838         u64 cur_tsc_offset;
 839         u64 cur_tsc_generation;
 840         int nr_vcpus_matched_tsc;
 841
 842         spinlock_t pvclock_gtod_sync_lock;
 843         bool use_master_clock;
 844         u64 master_kernel_ns;
 845         u64 master_cycle_now;
 846         struct delayed_work kvmclock_update_work;
 847         struct delayed_work kvmclock_sync_work;
 848
 849         struct kvm_xen_hvm_config xen_hvm_config;
 850
 851         /* reads protected by irq_srcu, writes by irq_lock */
 852         struct hlist_head mask_notifier_list;
 853
 854         struct kvm_hv hyperv;
 855
 856         #ifdef CONFIG_KVM_MMU_AUDIT
 857         int audit_point;
 858         #endif
 859
 860         bool backwards_tsc_observed;
 861         bool boot_vcpu_runs_old_kvmclock;
 862         u32 bsp_vcpu_id;
 863
 864         u64 disabled_quirks;
 865
 866         enum kvm_irqchip_mode irqchip_mode;
 867         u8 nr_reserved_ioapic_pins;
 868
 869         bool disabled_lapic_found;
 870
 871         bool x2apic_format;
 872         bool x2apic_broadcast_quirk_disabled;
 873
 874         bool guest_can_read_msr_platform_info;
 875 };
 876
 877 struct kvm_vm_stat {
 878         ulong mmu_shadow_zapped;
 879         ulong mmu_pte_write;
 880         ulong mmu_pte_updated;
 881         ulong mmu_pde_zapped;
 882         ulong mmu_flooded;
 883         ulong mmu_recycled;
 884         ulong mmu_cache_miss;
 885         ulong mmu_unsync;
 886         ulong remote_tlb_flush;
 887         ulong lpages;
 888         ulong max_mmu_page_hash_collisions;
 889 };
 890
 891 struct kvm_vcpu_stat {
 892         u64 pf_fixed;
 893         u64 pf_guest;
 894         u64 tlb_flush;
 895         u64 invlpg;
 896
 897         u64 exits;
 898         u64 io_exits;
 899         u64 mmio_exits;
 900         u64 signal_exits;
 901         u64 irq_window_exits;
 902         u64 nmi_window_exits;
 903         u64 l1d_flush;
 904         u64 halt_exits;
 905         u64 halt_successful_poll;
 906         u64 halt_attempted_poll;
 907         u64 halt_poll_invalid;
 908         u64 halt_wakeup;
 909         u64 request_irq_exits;
 910         u64 irq_exits;
 911         u64 host_state_reload;
 912         u64 fpu_reload;
 913         u64 insn_emulation;
 914         u64 insn_emulation_fail;
 915         u64 hypercalls;
 916         u64 irq_injections;
 917         u64 nmi_injections;
 918         u64 req_event;
 919 };
 920
 921 struct x86_instruction_info;
 922
 923 struct msr_data {
 924         bool host_initiated;
 925         u32 index;
 926         u64 data;
 927 };
 928
 929 struct kvm_lapic_irq {
 930         u32 vector;
 931         u16 delivery_mode;
 932         u16 dest_mode;
 933         bool level;
 934         u16 trig_mode;
 935         u32 shorthand;
 936         u32 dest_id;
 937         bool msi_redir_hint;
 938 };
 939
 940 struct kvm_x86_ops {
 941         int (*cpu_has_kvm_support)(void);          /* __init */
 942         int (*disabled_by_bios)(void);             /* __init */
 943         int (*hardware_enable)(void);
 944         void (*hardware_disable)(void);
 945         void (*check_processor_compatibility)(void *rtn);
 946         int (*hardware_setup)(void);               /* __init */
 947         void (*hardware_unsetup)(void);            /* __exit */
 948         bool (*cpu_has_accelerated_tpr)(void);
 949         bool (*has_emulated_msr)(int index);
 950         void (*cpuid_update)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 951
 952         struct kvm *(*vm_alloc)(void);
 953         void (*vm_free)(struct kvm *);
 954         int (*vm_init)(struct kvm *kvm);
 955         void (*vm_destroy)(struct kvm *kvm);
 956
 957         /* Create, but do not attach this VCPU */
 958         struct kvm_vcpu *(*vcpu_create)(struct kvm *kvm, unsigned id);
 959         void (*vcpu_free)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 960         void (*vcpu_reset)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool init_event);
 961
 962         void (*prepare_guest_switch)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 963         void (*vcpu_load)(struct kvm_vcpu *vcpu, int cpu);
 964         void (*vcpu_put)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 965
 966         void (*update_bp_intercept)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 967         int (*get_msr)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
 968         int (*set_msr)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
 969         u64 (*get_segment_base)(struct kvm_vcpu *vcpu, int seg);
 970         void (*get_segment)(struct kvm_vcpu *vcpu,
 971                             struct kvm_segment *var, int seg);
 972         int (*get_cpl)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 973         void (*set_segment)(struct kvm_vcpu *vcpu,
 974                             struct kvm_segment *var, int seg);
 975         void (*get_cs_db_l_bits)(struct kvm_vcpu *vcpu, int *db, int *l);
 976         void (*decache_cr0_guest_bits)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 977         void (*decache_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 978         void (*decache_cr4_guest_bits)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 979         void (*set_cr0)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr0);
 980         void (*set_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
 981         int (*set_cr4)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr4);
 982         void (*set_efer)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 efer);
 983         void (*get_idt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
 984         void (*set_idt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
 985         void (*get_gdt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
 986         void (*set_gdt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
 987         u64 (*get_dr6)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 988         void (*set_dr6)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long value);
 989         void (*sync_dirty_debug_regs)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 990         void (*set_dr7)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long value);
 991         void (*cache_reg)(struct kvm_vcpu *vcpu, enum kvm_reg reg);
 992         unsigned long (*get_rflags)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 993         void (*set_rflags)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long rflags);
 994
 995         void (*tlb_flush)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool invalidate_gpa);
 996         int  (*tlb_remote_flush)(struct kvm *kvm);
 997
 998         /*
 999          * Flush any TLB entries associated with the given GVA.
1000          * Does not need to flush GPA->HPA mappings.
1001          * Can potentially get non-canonical addresses through INVLPGs, which
1002          * the implementation may choose to ignore if appropriate.
1003          */
1004         void (*tlb_flush_gva)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t addr);
1005
1006         void (*run)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1007         int (*handle_exit)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1008         void (*skip_emulated_instruction)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1009         void (*set_interrupt_shadow)(struct kvm_vcpu *vcpu, int mask);
1010         u32 (*get_interrupt_shadow)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1011         void (*patch_hypercall)(struct kvm_vcpu *vcpu,
1012                                 unsigned char *hypercall_addr);
1013         void (*set_irq)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1014         void (*set_nmi)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1015         void (*queue_exception)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1016         void (*cancel_injection)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1017         int (*interrupt_allowed)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1018         int (*nmi_allowed)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1019         bool (*get_nmi_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1020         void (*set_nmi_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool masked);
1021         void (*enable_nmi_window)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1022         void (*enable_irq_window)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1023         void (*update_cr8_intercept)(struct kvm_vcpu *vcpu, int tpr, int irr);
1024         bool (*get_enable_apicv)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1025         void (*refresh_apicv_exec_ctrl)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1026         void (*hwapic_irr_update)(struct kvm_vcpu *vcpu, int max_irr);
1027         void (*hwapic_isr_update)(struct kvm_vcpu *vcpu, int isr);
1028         bool (*guest_apic_has_interrupt)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1029         void (*load_eoi_exitmap)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 *eoi_exit_bitmap);
1030         void (*set_virtual_apic_mode)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1031         void (*set_apic_access_page_addr)(struct kvm_vcpu *vcpu, hpa_t hpa);
1032         void (*deliver_posted_interrupt)(struct kvm_vcpu *vcpu, int vector);
1033         int (*sync_pir_to_irr)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1034         int (*set_tss_addr)(struct kvm *kvm, unsigned int addr);
1035         int (*set_identity_map_addr)(struct kvm *kvm, u64 ident_addr);
1036         int (*get_tdp_level)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1037         u64 (*get_mt_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn, bool is_mmio);
1038         int (*get_lpage_level)(void);
1039         bool (*rdtscp_supported)(void);
1040         bool (*invpcid_supported)(void);
1041
1042         void (*set_tdp_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
1043
1044         void (*set_supported_cpuid)(u32 func, struct kvm_cpuid_entry2 *entry);
1045
1046         bool (*has_wbinvd_exit)(void);
1047
1048         u64 (*read_l1_tsc_offset)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1049         void (*write_tsc_offset)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 offset);
1050
1051         void (*get_exit_info)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 *info1, u64 *info2);
1052
1053         int (*check_intercept)(struct kvm_vcpu *vcpu,
1054                                struct x86_instruction_info *info,
1055                                enum x86_intercept_stage stage);
1056         void (*handle_external_intr)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1057         bool (*mpx_supported)(void);
1058         bool (*xsaves_supported)(void);
1059         bool (*umip_emulated)(void);
1060
1061         int (*check_nested_events)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool external_intr);
1062         void (*request_immediate_exit)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1063
1064         void (*sched_in)(struct kvm_vcpu *kvm, int cpu);
1065
1066         /*
1067          * Arch-specific dirty logging hooks. These hooks are only supposed to
1068          * be valid if the specific arch has hardware-accelerated dirty logging
1069          * mechanism. Currently only for PML on VMX.
1070          *
1071          *  - slot_enable_log_dirty:
1072          *      called when enabling log dirty mode for the slot.
1073          *  - slot_disable_log_dirty:
1074          *      called when disabling log dirty mode for the slot.
1075          *      also called when slot is created with log dirty disabled.
1076          *  - flush_log_dirty:
1077          *      called before reporting dirty_bitmap to userspace.
1078          *  - enable_log_dirty_pt_masked:
1079          *      called when reenabling log dirty for the GFNs in the mask after
1080          *      corresponding bits are cleared in slot->dirty_bitmap.
1081          */
1082         void (*slot_enable_log_dirty)(struct kvm *kvm,
1083                                       struct kvm_memory_slot *slot);
1084         void (*slot_disable_log_dirty)(struct kvm *kvm,
1085                                        struct kvm_memory_slot *slot);
1086         void (*flush_log_dirty)(struct kvm *kvm);
1087         void (*enable_log_dirty_pt_masked)(struct kvm *kvm,
1088                                            struct kvm_memory_slot *slot,
1089                                            gfn_t offset, unsigned long mask);
1090         int (*write_log_dirty)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1091
1092         /* pmu operations of sub-arch */
1093         const struct kvm_pmu_ops *pmu_ops;
1094
1095         /*
1096          * Architecture specific hooks for vCPU blocking due to
1097          * HLT instruction.
1098          * Returns for .pre_block():
1099          *    - 0 means continue to block the vCPU.
1100          *    - 1 means we cannot block the vCPU since some event
1101          *        happens during this period, such as, 'ON' bit in
1102          *        posted-interrupts descriptor is set.
1103          */
1104         int (*pre_block)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1105         void (*post_block)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1106
1107         void (*vcpu_blocking)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1108         void (*vcpu_unblocking)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1109
1110         int (*update_pi_irte)(struct kvm *kvm, unsigned int host_irq,
1111                               uint32_t guest_irq, bool set);
1112         void (*apicv_post_state_restore)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1113
1114         int (*set_hv_timer)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 guest_deadline_tsc);
1115         void (*cancel_hv_timer)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1116
1117         void (*setup_mce)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1118
1119         int (*get_nested_state)(struct kvm_vcpu *vcpu,
1120                                 struct kvm_nested_state __user *user_kvm_nested_state,
1121                                 unsigned user_data_size);
1122         int (*set_nested_state)(struct kvm_vcpu *vcpu,
1123                                 struct kvm_nested_state __user *user_kvm_nested_state,
1124                                 struct kvm_nested_state *kvm_state);
1125         void (*get_vmcs12_pages)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1126
1127         int (*smi_allowed)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1128         int (*pre_enter_smm)(struct kvm_vcpu *vcpu, char *smstate);
1129         int (*pre_leave_smm)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 smbase);
1130         int (*enable_smi_window)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1131
1132         int (*mem_enc_op)(struct kvm *kvm, void __user *argp);
1133         int (*mem_enc_reg_region)(struct kvm *kvm, struct kvm_enc_region *argp);
1134         int (*mem_enc_unreg_region)(struct kvm *kvm, struct kvm_enc_region *argp);
1135
1136         int (*get_msr_feature)(struct kvm_msr_entry *entry);
1137 };
1138
1139 struct kvm_arch_async_pf {
1140         u32 token;
1141         gfn_t gfn;
1142         unsigned long cr3;
1143         bool direct_map;
1144 };
1145
1146 extern struct kvm_x86_ops *kvm_x86_ops;
1147
1148 #define __KVM_HAVE_ARCH_VM_ALLOC
1149 static inline struct kvm *kvm_arch_alloc_vm(void)
1150 {
1151         return kvm_x86_ops->vm_alloc();
1152 }
1153
1154 static inline void kvm_arch_free_vm(struct kvm *kvm)
1155 {
1156         return kvm_x86_ops->vm_free(kvm);
1157 }
1158
1159 #define __KVM_HAVE_ARCH_FLUSH_REMOTE_TLB
1160 static inline int kvm_arch_flush_remote_tlb(struct kvm *kvm)
1161 {
1162         if (kvm_x86_ops->tlb_remote_flush &&
1163             !kvm_x86_ops->tlb_remote_flush(kvm))
1164                 return 0;
1165         else
1166                 return -ENOTSUPP;
1167 }
1168
1169 int kvm_mmu_module_init(void);
1170 void kvm_mmu_module_exit(void);
1171
1172 void kvm_mmu_destroy(struct kvm_vcpu *vcpu);
1173 int kvm_mmu_create(struct kvm_vcpu *vcpu);
1174 void kvm_mmu_setup(struct kvm_vcpu *vcpu);
1175 void kvm_mmu_init_vm(struct kvm *kvm);
1176 void kvm_mmu_uninit_vm(struct kvm *kvm);
1177 void kvm_mmu_set_mask_ptes(u64 user_mask, u64 accessed_mask,
1178                 u64 dirty_mask, u64 nx_mask, u64 x_mask, u64 p_mask,
1179                 u64 acc_track_mask, u64 me_mask);
1180
1181 void kvm_mmu_reset_context(struct kvm_vcpu *vcpu);
1182 void kvm_mmu_slot_remove_write_access(struct kvm *kvm,
1183                                       struct kvm_memory_slot *memslot);
1184 void kvm_mmu_zap_collapsible_sptes(struct kvm *kvm,
1185                                    const struct kvm_memory_slot *memslot);
1186 void kvm_mmu_slot_leaf_clear_dirty(struct kvm *kvm,
1187                                    struct kvm_memory_slot *memslot);
1188 void kvm_mmu_slot_largepage_remove_write_access(struct kvm *kvm,
1189                                         struct kvm_memory_slot *memslot);
1190 void kvm_mmu_slot_set_dirty(struct kvm *kvm,
1191                             struct kvm_memory_slot *memslot);
1192 void kvm_mmu_clear_dirty_pt_masked(struct kvm *kvm,
1193                                    struct kvm_memory_slot *slot,
1194                                    gfn_t gfn_offset, unsigned long mask);
1195 void kvm_mmu_zap_all(struct kvm *kvm);
1196 void kvm_mmu_invalidate_mmio_sptes(struct kvm *kvm, struct kvm_memslots *slots);
1197 unsigned int kvm_mmu_calculate_mmu_pages(struct kvm *kvm);
1198 void kvm_mmu_change_mmu_pages(struct kvm *kvm, unsigned int kvm_nr_mmu_pages);
1199
1200 int load_pdptrs(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu *mmu, unsigned long cr3);
1201 bool pdptrs_changed(struct kvm_vcpu *vcpu);
1202
1203 int emulator_write_phys(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa,
1204                           const void *val, int bytes);
1205
1206 struct kvm_irq_mask_notifier {
1207         void (*func)(struct kvm_irq_mask_notifier *kimn, bool masked);
1208         int irq;
1209         struct hlist_node link;
1210 };
1211
1212 void kvm_register_irq_mask_notifier(struct kvm *kvm, int irq,
1213                                     struct kvm_irq_mask_notifier *kimn);
1214 void kvm_unregister_irq_mask_notifier(struct kvm *kvm, int irq,
1215                                       struct kvm_irq_mask_notifier *kimn);
1216 void kvm_fire_mask_notifiers(struct kvm *kvm, unsigned irqchip, unsigned pin,
1217                              bool mask);
1218
1219 extern bool tdp_enabled;
1220
1221 u64 vcpu_tsc_khz(struct kvm_vcpu *vcpu);
1222
1223 /* control of guest tsc rate supported? */
1224 extern bool kvm_has_tsc_control;
1225 /* maximum supported tsc_khz for guests */
1226 extern u32  kvm_max_guest_tsc_khz;
1227 /* number of bits of the fractional part of the TSC scaling ratio */
1228 extern u8   kvm_tsc_scaling_ratio_frac_bits;
1229 /* maximum allowed value of TSC scaling ratio */
1230 extern u64  kvm_max_tsc_scaling_ratio;
1231 /* 1ull << kvm_tsc_scaling_ratio_frac_bits */
1232 extern u64  kvm_default_tsc_scaling_ratio;
1233
1234 extern u64 kvm_mce_cap_supported;
1235
1236 enum emulation_result {
1237         EMULATE_DONE,         /* no further processing */
1238         EMULATE_USER_EXIT,    /* kvm_run ready for userspace exit */
1239         EMULATE_FAIL,         /* can't emulate this instruction */
1240 };
1241
1242 #define EMULTYPE_NO_DECODE          (1 << 0)
1243 #define EMULTYPE_TRAP_UD            (1 << 1)
1244 #define EMULTYPE_SKIP               (1 << 2)
1245 #define EMULTYPE_ALLOW_RETRY        (1 << 3)
1246 #define EMULTYPE_NO_UD_ON_FAIL      (1 << 4)
1247 #define EMULTYPE_VMWARE             (1 << 5)
1248 int kvm_emulate_instruction(struct kvm_vcpu *vcpu, int emulation_type);
1249 int kvm_emulate_instruction_from_buffer(struct kvm_vcpu *vcpu,
1250                                         void *insn, int insn_len);
1251
1252 void kvm_enable_efer_bits(u64);
1253 bool kvm_valid_efer(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 efer);
1254 int kvm_get_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
1255 int kvm_set_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
1256
1257 struct x86_emulate_ctxt;
1258
1259 int kvm_fast_pio(struct kvm_vcpu *vcpu, int size, unsigned short port, int in);
1260 int kvm_emulate_cpuid(struct kvm_vcpu *vcpu);
1261 int kvm_emulate_halt(struct kvm_vcpu *vcpu);
1262 int kvm_vcpu_halt(struct kvm_vcpu *vcpu);
1263 int kvm_emulate_wbinvd(struct kvm_vcpu *vcpu);
1264
1265 void kvm_get_segment(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_segment *var, int seg);
1266 int kvm_load_segment_descriptor(struct kvm_vcpu *vcpu, u16 selector, int seg);
1267 void kvm_vcpu_deliver_sipi_vector(struct kvm_vcpu *vcpu, u8 vector);
1268
1269 int kvm_task_switch(struct kvm_vcpu *vcpu, u16 tss_selector, int idt_index,
1270                     int reason, bool has_error_code, u32 error_code);
1271
1272 int kvm_set_cr0(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr0);
1273 int kvm_set_cr3(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
1274 int kvm_set_cr4(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr4);
1275 int kvm_set_cr8(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr8);
1276 int kvm_set_dr(struct kvm_vcpu *vcpu, int dr, unsigned long val);
1277 int kvm_get_dr(struct kvm_vcpu *vcpu, int dr, unsigned long *val);
1278 unsigned long kvm_get_cr8(struct kvm_vcpu *vcpu);
1279 void kvm_lmsw(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long msw);
1280 void kvm_get_cs_db_l_bits(struct kvm_vcpu *vcpu, int *db, int *l);
1281 int kvm_set_xcr(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 index, u64 xcr);
1282
1283 int kvm_get_msr_common(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
1284 int kvm_set_msr_common(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
1285
1286 unsigned long kvm_get_rflags(struct kvm_vcpu *vcpu);
1287 void kvm_set_rflags(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long rflags);
1288 bool kvm_rdpmc(struct kvm_vcpu *vcpu);
1289
1290 void kvm_queue_exception(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr);
1291 void kvm_queue_exception_e(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr, u32 error_code);
1292 void kvm_requeue_exception(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr);
1293 void kvm_requeue_exception_e(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr, u32 error_code);
1294 void kvm_inject_page_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, struct x86_exception *fault);
1295 int kvm_read_guest_page_mmu(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu *mmu,
1296                             gfn_t gfn, void *data, int offset, int len,
1297                             u32 access);
1298 bool kvm_require_cpl(struct kvm_vcpu *vcpu, int required_cpl);
1299 bool kvm_require_dr(struct kvm_vcpu *vcpu, int dr);
1300
1301 static inline int __kvm_irq_line_state(unsigned long *irq_state,
1302                                        int irq_source_id, int level)
1303 {
1304         /* Logical OR for level trig interrupt */
1305         if (level)
1306                 __set_bit(irq_source_id, irq_state);
1307         else
1308                 __clear_bit(irq_source_id, irq_state);
1309
1310         return !!(*irq_state);
1311 }
1312
1313 #define KVM_MMU_ROOT_CURRENT            BIT(0)
1314 #define KVM_MMU_ROOT_PREVIOUS(i)        BIT(1+i)
1315 #define KVM_MMU_ROOTS_ALL               (~0UL)
1316
1317 int kvm_pic_set_irq(struct kvm_pic *pic, int irq, int irq_source_id, int level);
1318 void kvm_pic_clear_all(struct kvm_pic *pic, int irq_source_id);
1319
1320 void kvm_inject_nmi(struct kvm_vcpu *vcpu);
1321
1322 int kvm_mmu_unprotect_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
1323 int kvm_mmu_unprotect_page_virt(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva);
1324 void __kvm_mmu_free_some_pages(struct kvm_vcpu *vcpu);
1325 int kvm_mmu_load(struct kvm_vcpu *vcpu);
1326 void kvm_mmu_unload(struct kvm_vcpu *vcpu);
1327 void kvm_mmu_sync_roots(struct kvm_vcpu *vcpu);
1328 void kvm_mmu_free_roots(struct kvm_vcpu *vcpu, ulong roots_to_free);
1329 gpa_t translate_nested_gpa(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa, u32 access,
1330                            struct x86_exception *exception);
1331 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_read(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
1332                               struct x86_exception *exception);
1333 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_fetch(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
1334                                struct x86_exception *exception);
1335 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_write(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
1336                                struct x86_exception *exception);
1337 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_system(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
1338                                 struct x86_exception *exception);
1339
1340 void kvm_vcpu_deactivate_apicv(struct kvm_vcpu *vcpu);
1341
1342 int kvm_emulate_hypercall(struct kvm_vcpu *vcpu);
1343
1344 int kvm_mmu_page_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, u64 error_code,
1345                        void *insn, int insn_len);
1346 void kvm_mmu_invlpg(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva);
1347 void kvm_mmu_invpcid_gva(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, unsigned long pcid);
1348 void kvm_mmu_new_cr3(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t new_cr3, bool skip_tlb_flush);
1349
1350 void kvm_enable_tdp(void);
1351 void kvm_disable_tdp(void);
1352
1353 static inline gpa_t translate_gpa(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa, u32 access,
1354                                   struct x86_exception *exception)
1355 {
1356         return gpa;
1357 }
1358
1359 static inline struct kvm_mmu_page *page_header(hpa_t shadow_page)
1360 {
1361         struct page *page = pfn_to_page(shadow_page >> PAGE_SHIFT);
1362
1363         return (struct kvm_mmu_page *)page_private(page);
1364 }
1365
1366 static inline u16 kvm_read_ldt(void)
1367 {
1368         u16 ldt;
1369         asm("sldt %0" : "=g"(ldt));
1370         return ldt;
1371 }
1372
1373 static inline void kvm_load_ldt(u16 sel)
1374 {
1375         asm("lldt %0" : : "rm"(sel));
1376 }
1377
1378 #ifdef CONFIG_X86_64
1379 static inline unsigned long read_msr(unsigned long msr)
1380 {
1381         u64 value;
1382
1383         rdmsrl(msr, value);
1384         return value;
1385 }
1386 #endif
1387
1388 static inline u32 get_rdx_init_val(void)
1389 {
1390         return 0x600; /* P6 family */
1391 }
1392
1393 static inline void kvm_inject_gp(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 error_code)
1394 {
1395         kvm_queue_exception_e(vcpu, GP_VECTOR, error_code);
1396 }
1397
1398 #define TSS_IOPB_BASE_OFFSET 0x66
1399 #define TSS_BASE_SIZE 0x68
1400 #define TSS_IOPB_SIZE (65536 / 8)
1401 #define TSS_REDIRECTION_SIZE (256 / 8)
1402 #define RMODE_TSS_SIZE                                                  \
1403         (TSS_BASE_SIZE + TSS_REDIRECTION_SIZE + TSS_IOPB_SIZE + 1)
1404
1405 enum {
1406         TASK_SWITCH_CALL = 0,
1407         TASK_SWITCH_IRET = 1,
1408         TASK_SWITCH_JMP = 2,
1409         TASK_SWITCH_GATE = 3,
1410 };
1411
1412 #define HF_GIF_MASK             (1 << 0)
1413 #define HF_HIF_MASK             (1 << 1)
1414 #define HF_VINTR_MASK           (1 << 2)
1415 #define HF_NMI_MASK             (1 << 3)
1416 #define HF_IRET_MASK            (1 << 4)
1417 #define HF_GUEST_MASK           (1 << 5) /* VCPU is in guest-mode */
1418 #define HF_SMM_MASK             (1 << 6)
1419 #define HF_SMM_INSIDE_NMI_MASK  (1 << 7)
1420
1421 #define __KVM_VCPU_MULTIPLE_ADDRESS_SPACE
1422 #define KVM_ADDRESS_SPACE_NUM 2
1423
1424 #define kvm_arch_vcpu_memslots_id(vcpu) ((vcpu)->arch.hflags & HF_SMM_MASK ? 1 : 0)
1425 #define kvm_memslots_for_spte_role(kvm, role) __kvm_memslots(kvm, (role).smm)
1426
1427 /*
1428  * Hardware virtualization extension instructions may fault if a
1429  * reboot turns off virtualization while processes are running.
1430  * Trap the fault and ignore the instruction if that happens.
1431  */
1432 asmlinkage void kvm_spurious_fault(void);
1433
1434 #define ____kvm_handle_fault_on_reboot(insn, cleanup_insn)      \
1435         "666: " insn "\n\t" \
1436         "668: \n\t"                           \
1437         ".pushsection .fixup, \"ax\" \n" \
1438         "667: \n\t" \
1439         cleanup_insn "\n\t"                   \
1440         "cmpb $0, kvm_rebooting \n\t"         \
1441         "jne 668b \n\t"                       \
1442         __ASM_SIZE(push) " $666b \n\t"        \
1443         "call kvm_spurious_fault \n\t"        \
1444         ".popsection \n\t" \
1445         _ASM_EXTABLE(666b, 667b)
1446
1447 #define __kvm_handle_fault_on_reboot(insn)              \
1448         ____kvm_handle_fault_on_reboot(insn, "")
1449
1450 #define KVM_ARCH_WANT_MMU_NOTIFIER
1451 int kvm_unmap_hva_range(struct kvm *kvm, unsigned long start, unsigned long end);
1452 int kvm_age_hva(struct kvm *kvm, unsigned long start, unsigned long end);
1453 int kvm_test_age_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva);
1454 void kvm_set_spte_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva, pte_t pte);
1455 int kvm_cpu_has_injectable_intr(struct kvm_vcpu *v);
1456 int kvm_cpu_has_interrupt(struct kvm_vcpu *vcpu);
1457 int kvm_arch_interrupt_allowed(struct kvm_vcpu *vcpu);
1458 int kvm_cpu_get_interrupt(struct kvm_vcpu *v);
1459 void kvm_vcpu_reset(struct kvm_vcpu *vcpu, bool init_event);
1460 void kvm_vcpu_reload_apic_access_page(struct kvm_vcpu *vcpu);
1461
1462 int kvm_pv_send_ipi(struct kvm *kvm, unsigned long ipi_bitmap_low,
1463                     unsigned long ipi_bitmap_high, u32 min,
1464                     unsigned long icr, int op_64_bit);
1465
1466 u64 kvm_get_arch_capabilities(void);
1467 void kvm_define_shared_msr(unsigned index, u32 msr);
1468 int kvm_set_shared_msr(unsigned index, u64 val, u64 mask);
1469
1470 u64 kvm_scale_tsc(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 tsc);
1471 u64 kvm_read_l1_tsc(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 host_tsc);
1472
1473 unsigned long kvm_get_linear_rip(struct kvm_vcpu *vcpu);
1474 bool kvm_is_linear_rip(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long linear_rip);
1475
1476 void kvm_make_mclock_inprogress_request(struct kvm *kvm);
1477 void kvm_make_scan_ioapic_request(struct kvm *kvm);
1478
1479 void kvm_arch_async_page_not_present(struct kvm_vcpu *vcpu,
1480                                      struct kvm_async_pf *work);
1481 void kvm_arch_async_page_present(struct kvm_vcpu *vcpu,
1482                                  struct kvm_async_pf *work);
1483 void kvm_arch_async_page_ready(struct kvm_vcpu *vcpu,
1484                                struct kvm_async_pf *work);
1485 bool kvm_arch_can_inject_async_page_present(struct kvm_vcpu *vcpu);
1486 extern bool kvm_find_async_pf_gfn(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn);
1487
1488 int kvm_skip_emulated_instruction(struct kvm_vcpu *vcpu);
1489 int kvm_complete_insn_gp(struct kvm_vcpu *vcpu, int err);
1490 void __kvm_request_immediate_exit(struct kvm_vcpu *vcpu);
1491
1492 int kvm_is_in_guest(void);
1493
1494 int __x86_set_memory_region(struct kvm *kvm, int id, gpa_t gpa, u32 size);
1495 int x86_set_memory_region(struct kvm *kvm, int id, gpa_t gpa, u32 size);
1496 bool kvm_vcpu_is_reset_bsp(struct kvm_vcpu *vcpu);
1497 bool kvm_vcpu_is_bsp(struct kvm_vcpu *vcpu);
1498
1499 bool kvm_intr_is_single_vcpu(struct kvm *kvm, struct kvm_lapic_irq *irq,
1500                              struct kvm_vcpu **dest_vcpu);
1501
1502 void kvm_set_msi_irq(struct kvm *kvm, struct kvm_kernel_irq_routing_entry *e,
1503                      struct kvm_lapic_irq *irq);
1504
1505 static inline void kvm_arch_vcpu_blocking(struct kvm_vcpu *vcpu)
1506 {
1507         if (kvm_x86_ops->vcpu_blocking)
1508                 kvm_x86_ops->vcpu_blocking(vcpu);
1509 }
1510
1511 static inline void kvm_arch_vcpu_unblocking(struct kvm_vcpu *vcpu)
1512 {
1513         if (kvm_x86_ops->vcpu_unblocking)
1514                 kvm_x86_ops->vcpu_unblocking(vcpu);
1515 }
1516
1517 static inline void kvm_arch_vcpu_block_finish(struct kvm_vcpu *vcpu) {}
1518
1519 static inline int kvm_cpu_get_apicid(int mps_cpu)
1520 {
1521 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
1522         return default_cpu_present_to_apicid(mps_cpu);
1523 #else
1524         WARN_ON_ONCE(1);
1525         return BAD_APICID;
1526 #endif
1527 }
1528
1529 #define put_smstate(type, buf, offset, val)                      \
1530         *(type *)((buf) + (offset) - 0x7e00) = val
1531
1532 #endif /* _ASM_X86_KVM_HOST_H */